L'acide propanedioïque (acide malonique) est un acide dicarboxylique de structure CH2(COOH)2.
La forme ionisée de l'acide propanedioïque (acide malonique), ainsi que ses esters et sels, sont connus sous le nom de malonates.
Nom IUPAC : Acide propanedioïque
Numéro CAS : 141-82-2
Numéro CE : 205-503-0
Formule chimique : C6H14O2
Autres noms : acide malonique, acide propanedioïque, 141-82-2, dicarboxyméthane, acide carboxyacétique, acide méthanedicarboxylique, malonate, Kyselina malonova, USAF EK-695, acide 1,3-propanedioïque, dicarboxylate, acide malonique, acide dicarboxylique, NSC 8124, UNII-9KX7ZMG0MK, 9KX7ZMG0MK, AI3-15375, H2malo, EINECS 205-503-0, MFCD00002707, BRN 1751370, acide méthanedicarbonique, CHEBI:30794, malonate de thallium, HOOC-CH2-COOH, NSC-8124, Propane-1,3- acide dioïque, acide alpha, oméga-dicarboxylique, DTXSID7021659, HSDB 8437, NSC8124, 4-02-00-01874, acide 1,3-propanoïque, ACIDE PROPANEDIOLIC, ACIDE METAHNEDICARBOXYLIQUE, 2fah, MLI, 1o4m, acide malonate dicarboxylique, SCHEMBL336, WLN : QV1VQ, CH2(COOH)2, CHEMBL7942, DTXCID401659, SCHEMBL1471092, BDBM14673, AMY11201, BCP05571, STR00614, Tox21_200534, AC825, LMFA01170041, s3029, AKOS00011 9034, CS-W019962, DB0215, NCGC00248681-01, NCGC00258088-01, BP- 11453, CAS-141-82-2, SY001875, FT-0628127, FT-0628128, FT-0690260, FT-0693474, M0028, EN300-18457, C00383, C02028, C04025, Q421972, J-52166 9, Z57965450, F1908- 0177
Histoire
L'acide propanedioïque (acide malonique) est une substance naturellement présente dans de nombreux fruits et légumes.
Il existe une suggestion selon laquelle les agrumes produits en agriculture biologique contiennent des niveaux plus élevés d’acide propanedioïque (acide malonique) que les fruits produits en agriculture conventionnelle.
L'acide propanedioïque (acide malonique) a été préparé pour la première fois en 1858 par le chimiste français Victor Dessaignes via l'oxydation de l'acide malique.
Structure et préparation
La structure a été déterminée par cristallographie aux rayons X et des données détaillées sur les propriétés, notamment pour la thermochimie en phase condensée, sont disponibles auprès du National Institute of Standards and Technology.
Une préparation classique d’acide propanedioïque (acide malonique) part de l’acide chloroacétique.
Le carbonate de sodium génère le sel de sodium, qui réagit ensuite avec le cyanure de sodium pour fournir le sel de sodium de l'acide cyanoacétique via une substitution nucléophile.
Le groupe nitrile peut être hydrolysé avec de l'hydroxyde de sodium en malonate de sodium, et l'acidification donne de l'acide propanedioïque (acide malonique).
Industriellement, cependant, l’acide propanedioïque (acide malonique) est produit par hydrolyse du malonate de diméthyle ou du malonate de diéthyle.
L'acide propanedioïque (acide malonique) a également été produit par fermentation du glucose.
L'acide propanedioïque (acide malonique) réagit comme un acide carboxylique typique : formant des dérivés d'amide, d'ester, d'anhydride et de chlorure.
L'anhydride malonique peut être utilisé comme intermédiaire pour les dérivés mono-esters ou aminés, tandis que le chlorure de malonyle est le plus utile pour obtenir des diesters ou des diamides.
Dans une réaction bien connue, l'acide propanedioïque (acide malonique) se condense avec l'urée pour former de l'acide barbiturique.
L'acide propanedioïque (acide malonique) peut également être condensé avec de l'acétone pour former l'acide de Meldrum, un intermédiaire polyvalent dans d'autres transformations.
Les esters de l'acide propanedioïque (acide malonique) sont également utilisés comme synthon -CH2COOH dans la synthèse des esters maloniques.
Synthèse des acides gras mitochondriaux
L'acide propanedioïque (acide malonique) est le substrat de départ de la synthèse des acides gras mitochondriaux (mtFASII), dans lequel il est converti en malonyl-CoA par la malonyl-CoA synthétase (ACSF3).
De plus, le dérivé de coenzyme A du malonate, le malonyl-CoA, est un précurseur important dans la biosynthèse des acides gras cytosoliques avec l'acétyl-CoA.
Le malonyl CoA y est formé à partir de l'acétyl CoA par l'action de l'acétyl-CoA carboxylase, et le malonate est transféré à une protéine porteuse acyle pour être ajouté à une chaîne d'acide gras.
Réaction de Briggs-Rauscher
L'acide propanedioïque (acide malonique) est un composant clé de la réaction de Briggs-Rauscher, l'exemple classique de réaction chimique oscillante.
condensation de Knövenagel
Dans la condensation de Knoevenagel, l'acide propanedioïque (acide malonique) ou ses diesters réagissent avec le groupe carbonyle d'un aldéhyde ou d'une cétone, suivi d'une réaction de déshydratation.
Lorsque l'acide propanedioïque (acide malonique) lui-même est utilisé, c'est normalement parce que le produit souhaité est celui dans lequel une deuxième étape a eu lieu, avec perte de dioxyde de carbone, dans la modification dite Doebner.
Ainsi, par exemple, le produit de la réaction de l'acroléine et de l'acide propanedioïque (acide malonique) dans la pyridine est l'acide trans-2,4-pentadiénoïque avec un groupe acide carboxylique et non deux.
Préparation du sous-oxyde de carbone
Le sous-oxyde de carbone est préparé en chauffant un mélange sec de pentoxyde de phosphore (P4O10) et d'acide propanedioïque (acide malonique).
Il réagit de la même manière que l’anhydride malonique en formant des malonates.
Applications
L'acide propanedioïque (acide malonique) est un précurseur des polyesters spéciaux.
L'acide propanedioïque (acide malonique) peut être converti en 1,3-propanediol pour être utilisé dans les polyesters et les polymères (dont l'utilité n'est cependant pas claire).
L'acide propanedioïque (acide malonique) peut également être un composant des résines alkydes, qui sont utilisées dans un certain nombre d'applications de revêtements pour protéger contre les dommages causés par la lumière UV, l'oxydation et la corrosion.
Une application de l'acide propanedioïque (acide malonique) concerne l'industrie des revêtements en tant qu'agent de réticulation pour les revêtements en poudre durcissant à basse température, qui deviennent de plus en plus précieux pour les substrats sensibles à la chaleur et dans le but d'accélérer le processus de revêtement.
Le marché mondial des revêtements pour automobiles était estimé à 18,59 milliards de dollars en 2014, avec un taux de croissance annuel combiné prévu de 5,1 % jusqu'en 2022.
L'acide propanedioïque (acide malonique) est utilisé dans un certain nombre de procédés de fabrication en tant que produit chimique spécialisé de grande valeur, notamment dans l'industrie électronique, l'industrie des arômes et parfums, les solvants spéciaux, la réticulation des polymères et l'industrie pharmaceutique.
En 2004, la production mondiale annuelle d’acide propanedioïque (acide malonique) et de diesters associés dépassait les 20 000 tonnes métriques.
La croissance potentielle de ces marchés pourrait résulter des progrès de la biotechnologie industrielle qui cherche à remplacer les produits chimiques à base de pétrole dans les applications industrielles.
En 2004, l'acide propanedioïque (acide malonique) a été répertorié par le ministère américain de l'Énergie comme l'un des 30 principaux produits chimiques produits à partir de la biomasse.
Dans les applications alimentaires et pharmaceutiques, l'acide propanedioïque (acide malonique) peut être utilisé pour contrôler l'acidité, soit comme excipient dans les formulations pharmaceutiques, soit comme additif conservateur naturel pour les aliments.
L'acide propanedioïque (acide malonique) est utilisé comme élément chimique de base pour produire de nombreux composés précieux, notamment les composés d'arôme et de parfum gamma-nonalactone, l'acide cinnamique et le composé pharmaceutique valproate.
L'acide propanedioïque (acide malonique) (jusqu'à 37,5 % p/p) a été utilisé pour réticuler les amidons de maïs et de pomme de terre afin de produire un thermoplastique biodégradable ; le processus est effectué dans l'eau à l'aide de catalyseurs non toxiques.
Les polymères à base d'amidon représentaient 38 % du marché mondial des polymères biodégradables en 2014, les emballages alimentaires, les emballages en mousse et les sacs de compost étant les plus grands segments d'utilisation finale.
La société Eastman Kodak et d’autres utilisent l’acide propanedioïque (acide malonique) et ses dérivés comme adhésif chirurgical.
Pathologie
Si des niveaux élevés d'acide propanedioïque (acide malonique) sont accompagnés de niveaux élevés d'acide méthylpropanedioïque (acide malonique), cela peut indiquer une maladie métabolique combinant l'urie malonique et l'acide méthylpropanedioïque (acide malonique) (CMAMMA).
En calculant le rapport entre l'acide propanedioïque (acide malonique) et l'acide méthylpropanedioïque (acide malonique) dans le plasma sanguin, la CMAMMA peut être distinguée de l'émie classique de l'acide méthylpropanedioïque (acide malonique).
Biochimie
L'acide propanedioïque (acide malonique) est l'exemple classique d'un inhibiteur compétitif de l'enzyme succinate déshydrogénase (complexe II), dans la chaîne de transport d'électrons respiratoire.
L'acide propanedioïque (acide malonique) se lie au site actif de l'enzyme sans réagir, en compétition avec le succinate substrat habituel mais dépourvu du groupe −CH2CH2− requis pour la déshydrogénation.
Cette observation a été utilisée pour déduire la structure du site actif dans la succinate déshydrogénase.
L'inhibition de cette enzyme diminue la respiration cellulaire.
L’acide propanedioïque (acide malonique) étant un composant naturel de nombreux aliments, il est présent chez les mammifères, y compris les humains.
Masse molaire : 104,061 g·mol−1
Densité : 1,619 g/cm3
Point de fusion : 135 à 137 °C
Point d'ébullition : se décompose
Solubilité dans l'eau : 763 g/L
Acidité (pKa) : pKa1 = 2,83, pKa2 = 5,69
XLogP3 : -0,8
Nombre de donneurs de liaisons hydrogène : 2
Nombre d'accepteurs de liaison hydrogène : 4
Nombre de liaisons rotatives : 2
Masse exacte : 104,01095860 g/mol
Masse monoisotopique : 104,01095860 g/mol
Surface polaire topologique : 74,6 Ų
Nombre d'atomes lourds : 7
Frais formels : 0
Complexité : 83,1
Nombre d'atomes d'isotopes : 0
Nombre de stéréocentres d'atomes définis : 0
Nombre de stéréocentres atomiques non définis : 0
Nombre de stéréocentres de liaison définis : 0
Nombre de stéréocentres de liaison non défini : 0
Nombre d'unités liées de manière covalente : 1
Le composé est canonisé : oui
Utilisations par les consommateurs
L'acide propanedioïque (acide malonique) est utilisé dans les produits suivants : adhésifs et produits d'étanchéité, encres et toners, régulateurs de pH et produits de traitement de l'eau, produits de lavage et de nettoyage, produits de revêtement, charges, mastics, plâtres, pâte à modeler, cirages et cires et cosmétiques. et produits de soins personnels.
D'autres rejets dans l'environnement d'acide propanedioïque (acide malonique) sont susceptibles de se produire en raison de : l'utilisation en intérieur comme substance réactive.
Durée de vie des articles
Le rejet dans l'environnement de l'acide propanedioïque (acide malonique) peut résulter d'une utilisation industrielle : d'articles pour lesquels les substances ne sont pas destinées à être rejetées et dont les conditions d'utilisation ne favorisent pas le rejet et d'un traitement par abrasion industrielle avec un faible taux de rejet (par exemple, découpe de textile, découpe, usinage ou meulage de métal).
D'autres rejets dans l'environnement d'acide propanedioïque (acide malonique) sont susceptibles de se produire à partir de : l'utilisation en extérieur dans des matériaux à longue durée de vie avec un faible taux de rejet (par exemple, les matériaux de construction et les matériaux de construction en métal, en bois et en plastique) et l'utilisation en intérieur dans des matériaux à longue durée de vie avec faible taux de rejet (par exemple revêtements de sol, meubles, jouets, matériaux de construction, rideaux, chaussures, produits en cuir, produits en papier et carton, équipements électroniques).
Utilisations répandues par les travailleurs professionnels
L'acide propanedioïque (acide malonique) est utilisé dans les produits suivants : produits de revêtement, produits de traitement de surfaces métalliques, produits de traitement de surfaces non métalliques, polymères et produits chimiques de laboratoire.
L'acide propanedioïque (acide malonique) est utilisé pour la fabrication de produits en plastique, de produits métalliques, d'équipements électriques, électroniques et optiques, de machines et de véhicules.
D'autres rejets dans l'environnement d'acide propanedioïque (acide malonique) sont susceptibles de se produire à partir de : l'utilisation en intérieur (par exemple, liquides/détergents de lavage en machine, produits d'entretien automobile, peintures et revêtements ou adhésifs, parfums et assainisseurs d'air).
Formulation et reconditionnement
L'acide propanedioïque (acide malonique) est utilisé dans les produits suivants : produits chimiques de laboratoire, produits de revêtement, produits de traitement de surfaces métalliques, produits de traitement de surfaces non métalliques, produits pharmaceutiques et polymères.
Le rejet dans l'environnement d'acide propanedioïque (acide malonique) peut survenir lors d'une utilisation industrielle : formulation de mélanges.
Utilisations sur sites industriels
L'acide propanedioïque (acide malonique) est utilisé dans les produits suivants : régulateurs de pH et produits de traitement de l'eau, produits pharmaceutiques, produits chimiques de laboratoire, polymères, produits de traitement de surfaces non métalliques, produits de revêtement et produits de traitement de surfaces métalliques.
L'acide propanedioïque (acide malonique) est utilisé pour la fabrication de produits chimiques, de produits en plastique, de produits métalliques, d'équipements électriques, électroniques et optiques, de machines et de véhicules.
Le rejet dans l'environnement de l'acide propanedioïque (acide malonique) peut survenir lors d'une utilisation industrielle : comme étape intermédiaire dans la fabrication ultérieure d'une autre substance (utilisation d'intermédiaires), comme auxiliaire technologique, dans la production d'articles et comme auxiliaire technologique.
L'acide propanedioïque (acide malonique) est un acide alpha, oméga-dicarboxylique dans lequel les deux groupes carboxy sont séparés par un seul groupe méthylène.
L'acide propanedioïque (acide malonique) joue un rôle de métabolite humain.
L'acide propanedioïque (acide malonique) est un acide conjugué d'un malonate (1-).
L'acide propanedioïque (acide malonique), formellement acide propanedioïque, est le deuxième plus petit acide dicarboxylique aliphatique.
L'acide propanedioïque (acide malonique) ne doit pas être confondu avec l'acide malique ou maléique, qui contiennent tous deux également deux carboxyles.
L'acide propanedioïque (acide malonique) est un solide cristallin blanc avec un point de décomposition de ≈135 °C.
L'acide propanedioïque (acide malonique) est hautement soluble dans l'eau et les solvants oxygénés.
L'acide propanedioïque (acide malonique) a de nombreuses utilisations commerciales :
L'acide propanedioïque (acide malonique) est un précurseur des polyesters spéciaux ; L'acide propanedioïque (acide malonique) est utilisé dans la fabrication de barbituriques, de revêtements et de contenants biodégradables ; et l'acide propanedioïque (acide malonique) est même un composant des adhésifs chirurgicaux.
Les usages
L'acide propanedioïque (acide malonique) est utilisé comme précurseur dans les polymères et le polyester.
L'acide propanedioïque (acide malonique) est utilisé dans les arômes ainsi que dans l'industrie des parfums.
L'acide propanedioïque (acide malonique) est utilisé pour contrôler l'acidité.
L'acide propanedioïque (acide malonique) est utilisé dans les produits pharmaceutiques.
L'acide propanedioïque (acide malonique) est utilisé comme agent de réticulation entre la fécule de pomme de terre et la fécule de maïs pour améliorer ses propriétés mécaniques.
L'acide propanedioïque (acide malonique) est utilisé dans la préparation du sel barbiturique.
L'acide propanedioïque (acide malonique) est utilisé en galvanoplastie.
L'acide propanedioïque (acide malonique) est utilisé pour produire de la vitamine B1, de la vitamine B6, de la vitamine B2 et des acides aminés.
L'acide propanedioïque (acide malonique) est utilisé dans la synthèse chimique comme élément de base.
L'acide propanedioïque (acide malonique), également connu sous le nom de malonate ou H2MALO, appartient à la classe de composés organiques appelés acides dicarboxyliques et dérivés.
Ce sont des composés organiques contenant exactement deux groupes acide carboxylique.
L'acide propanedioïque (acide malonique) est une molécule très hydrophobe, pratiquement insoluble (dans l'eau) et relativement neutre.
L'acide propanedioïque (acide malonique) existe dans toutes les espèces vivantes, allant des bactéries aux humains.
Chez l’homme, l’acide propanedioïque (acide malonique) participe à un certain nombre de réactions enzymatiques.
En particulier, l'acide propanedioïque (acide malonique) et l'acide acétique peuvent être convertis en acide acétoacétique ; qui est médiée par l’enzyme synthase des acides gras.
L'acide propanedioïque (acide malonique) est un acide dicarboxylique de formule chimique C3H4O4. Les acides dicarboxyliques sont des composés organiques contenant deux groupes fonctionnels acide carboxylique.
Les acides dicarboxyliques présentent généralement le même comportement chimique et la même réactivité que les acides monocarboxyliques.
L’acide propanedioïque (acide malonique) est une substance présente naturellement dans certains fruits.
Les fruits générés par l’agriculture biologique contiennent de plus grandes concentrations d’acide propanedioïque (acide malonique) dans les agrumes que les fruits générés par l’agriculture conventionnelle.
L'acide propanedioïque (acide malonique) est l'exemple archétypal d'un inhibiteur compétitif : il fonctionne dans la chaîne de transport d'électrons respiratoire contre la succinate déshydrogénase.
L'acide propanedioïque (acide malonique) est corrélé à un déficit en malonyl-CoA décarboxylase, une erreur innée du métabolisme.
L'acide propanedioïque (acide malonique), également connu sous le nom de malonate ou H2MALO, appartient à la classe de composés organiques appelés acides dicarboxyliques et dérivés.
Ce sont des composés organiques contenant exactement deux groupes acide carboxylique.
L'acide propanedioïque (acide malonique) est une molécule très hydrophobe, pratiquement insoluble (dans l'eau) et relativement neutre.
L'acide propanedioïque (acide malonique) existe dans toutes les espèces vivantes, allant des bactéries aux humains.
Chez l’homme, l’acide propanedioïque (acide malonique) participe à un certain nombre de réactions enzymatiques.
En particulier, l'acide propanedioïque (acide malonique) et l'acide acétique peuvent être convertis en acide acétoacétique ; qui est médiée par l’enzyme synthase des acides gras.
Domaine bêta cétoacyl synthase.
De plus, l'acide propanedioïque (acide malonique) et la coenzyme A peuvent être biosynthétisés à partir du malonyl-CoA grâce à son interaction avec l'enzyme synthase des acides gras. domaine malonyl/acétyl transférase.
Un acide propanedioïque (acide malonique) dans lequel les deux groupes carboxy sont séparés par un seul groupe méthylène.
Chez l'homme, l'acide propanedioïque (acide malonique) est impliqué dans la biosynthèse des acides gras.
En dehors du corps humain, l'acide propanedioïque (acide malonique) a été détecté, mais non quantifié, dans plusieurs aliments différents, tels que les betteraves rouges, les maïs, les haricots écarlates, les betteraves communes et le lait de vache.
Cela pourrait faire de l’acide propanedioïque (acide malonique) un biomarqueur potentiel pour la consommation de ces aliments.
L'acide propanedioïque (acide malonique), en ce qui concerne les humains, s'est avéré associé à plusieurs maladies telles que l'œsophagite à éosinophiles, l'urie combinée à l'acide malonique et méthylpropanedioïque (acide malonique) et la prééclampsie précoce ; L'acide propanedioïque (acide malonique) a également été associé au trouble métabolique inné, au déficit en malonyl-coa décarboxylase.
L'acide propanedioïque (acide malonique), formellement acide propanedioïque, est le deuxième plus petit acide dicarboxylique aliphatique.
L'acide propanedioïque (acide malonique) ne doit pas être confondu avec l'acide malique ou maléique, qui contiennent tous deux également deux carboxyles.
L'acide propanedioïque (acide malonique) est un solide cristallin blanc avec un point de décomposition de ≈135 °C.
L'acide propanedioïque (acide malonique) est hautement soluble dans l'eau et les solvants oxygénés.
L'acide propanedioïque (acide malonique) a de nombreuses utilisations commerciales : l'acide propanedioïque (acide malonique) est un précurseur de polyesters spéciaux ; il est utilisé dans la fabrication de barbituriques, de revêtements et de contenants biodégradables ; et c'est même un composant des adhésifs chirurgicaux.
Le chimiste français Victor Dessaignes a rapporté la première synthèse de l'acide propanedioïque (acide malonique) en 1858 ; il l'a fabriqué en décomposant par oxydation l'acide malique à quatre carbones avec du bichromate de potassium.
Depuis, il a été synthétisé commercialement à partir d’acide chloroacétique, de malonate de diéthyle et même d’acétate de sodium.
L'acide propanedioïque (acide malonique) est un acide dicarboxylique appartenant à la famille des acides carboxyliques.
Un acide dicarboxylique contient deux groupes fonctionnels acide carboxylique.
Habituellement, un acide dicarboxylique présente le même comportement chimique que les acides monocarboxyliques.
Cela se produit naturellement dans certains fruits.
L'acide propanedioïque (acide malonique) est un composé organique utile présentant divers avantages.
L'acide propanedioïque (acide malonique) ne doit pas être confondu avec l'acide malique ou maléique.
L'acide propanedioïque (acide malonique) est un composé organique naturellement présent dans certains fruits.
Les fruits produits en agriculture biologique ont des concentrations d’acide propanedioïque (acide malonique) plus élevées que celles générées par les pratiques agricoles conventionnelles.
L'acide propanedioïque (acide malonique) se trouve souvent dans certains agrumes et légumes.
L'acide propanedioïque (acide malonique) est un composant des produits alimentaires, il est présent chez les animaux, y compris les humains.
La forme ionisée de l’acide propanedioïque (acide malonique) est le malonate, ainsi que ses sels et esters.
L'acide propanedioïque (acide malonique) se présente sous forme de cristal blanc ou de poudre cristalline dans la nature.